光电对抗发现历史、内容、原理及发展趋势

光电对抗是指利用光电对抗装备，对敌方光电观瞄器材和光电制导武器进行侦察、干扰或摧毁，以削弱或破坏其作战效能，同时保护己方光电器材和武器的有效使用。光电对抗是现代电子战的一个分支，在未来战争中占有重要的地位。利用光电设备或器材通过光波的作用，截获、识别对方光电辐射源信息，削弱以至破坏其光电设备效能的技术措施。光波是电磁波的一种形式，所以光电对抗是电子对抗的组成部分。它包括可见光、激光、红外三个对抗领域。

发展历史

红外对抗始于20世纪50年代。红外制导的空空导弹问世不久，美国首先研制成对抗导弹的红外装置。1972年，美国改进直升机，在其上加装对付红外制导地空导弹的干扰设备。1974年，在第四次中东战争中，开始使用红外干扰机和红外干扰弹等。从此，红外对抗技术便得到进一步发展。70年代，新型红外制导空空导弹的设计、研制，已重视提高红外制导系统的抗干扰能力。激光对抗始于60年代末期。1968年美国研制成世界上新的制导武器激光制导炸弹时，便开始了对抗措施的研究。此后，一些国家的军事部门加强了对激光对抗的研究。大约在70年代初期，开始出现坦克载激光告警设备、舰载激光告警器和装在飞行员头盔上的激光告警器等。围绕激光告警器的研制，开展了对激光探测技术的研究。为了截获离轴衍射或经大气散射和光学表面散射的光能，采用了广角远心鱼眼型透镜光学系统，它可以探测到中心激光束周围离轴衍射到远场中（旁瓣）的能量。另外，还采用电荷耦合器件100×100硅面成像器件,精测激光源位置；鉴别背景中的激光辐射技术,即对激光辐射和非相干光（太阳光、各种发光源甚至高强度人造光源）进行鉴别，以及提高探测概率和降低虚警率等。为了对付光频段以至整个电磁频谱的威胁，还研制出了雷达、激光复合告警系统。

光电侦察和干扰技术是光电对抗技术的重要组成部分，用于压制和破坏对方光电制导武器、光电侦察设备和指挥通信系统，削弱对方的作战能力。

光电侦察

采用现代计算技术的光电侦察设备，可以自动截获、定向、分析和储存各种侦察到的信号，以便详细、快速查明对方光电辐射源的性质和位置，并选择最佳干扰方式，引导施放干扰。

光电主动侦察

利用被侦察的光电设备光学系统的逆反射特性进行侦察。向对方发射辐射能，不同的光学系统对其反射的特性各异。因此，根据逆反射特性便可侦测出对方光电设备的类型和性能。采用滤光探照灯进行搜索、捕获来自对方士兵的铜制品、吉普车的挡风玻璃、或被动夜视设备（如双筒望远镜、步枪瞄准镜或照相机）的反射光。通过这种询问，有可能辨别对方的设备；还可以发射变化的波长，根据反射的情况，确定对方设备的工作波长；根据光的增益的有无，能够确定对方是否在使用滤光探照灯。

光电被动侦察

利用探测器接收对方的光波辐射。例如，直接截获对方光电设备发射的主波束或旁瓣波束；利用目标或其他物体对光波的散射效应，截获对方光电设备的辐射；利用大气对光波的散射效应，截获对方光电设备的辐射。现代采用的光电探测器有半导体光电二极管、红外探测器和光电倍增管等。探测器接收到的辐射能量转变成电信号,经过放大和信号处理,从中获取对方光电设备的技术参数，如波长、带宽、重复频率、编码等，最后以声、光或数据形式报警，以便采取对抗措施。

激光侦察

激光是一种新型光源，具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等基本特征。激光在大气中传输时产生大气散射效应。大气散射效应是辐射在大气中传播时偏离其初始方向而发生的散射过程。大气分子的起伏、悬浮于大气中的作规则运动的微小水滴（形成云、雾、雨）和固体微粒（尘埃、烟、冰晶、盐粒子和微生物等）是大气中的散射元。散射的强弱与大气中散射元浓度，以及散射元的特性和大小有密切的关系。当散射颗粒远小于入射辐射的波长时，散射系数与入射辐射波长的4次方成反比;而当散射颗粒与入射辐射波长可以相比拟或远大于入射辐射波长时，散射系数与波长关系不大。利用大气散射效应可以探测大气粒子二次散射的能量和离开光轴衍射到远场中的能量，使探测可以在不涉及目标的情况下进行，而且也不需要探测器直接拦截光束。在这种情况下，所接收到的信号功率按负指数衰减。其关系式为式中P为激光接收功率：P0为激光发射功率；R为激光传输距离；σ为激光的大气消光系数。σ=α+γ,α是吸收系数，用来描述大气中气体分子的吸收大小； γ是散射系数，用来描述大气中各种微粒对辐射通量的散射。对于使用的波长范围内（可见光和近红外波段的激光）在近地面的正常条件下，散射效应大于吸收。因此，大气消光作用大体上可以认为是散射引起的。因此激光束的散射探测是可以实现的。

光电干扰

在光电侦察的基础上进行干扰，旨在利用光电技术和器材,压制、欺骗和扰乱对方光电设备,使其不能正常工作或完全失效。

有源干扰

也称积极干扰，即利用光电设备和器材，发射高能脉冲激光束，使对方光电设备的传感器变盲、阻塞、甚至烧毁；发射各种红外、激光诱饵，诱骗对方光电跟踪系统。前者称为压制式干扰，后者称为欺骗式干扰。

无源干扰

也称消极干扰,利用本身并不产生光频辐射的干扰物，反射或吸收对方光波的一种干扰方法。无源干扰技术的效果好，方法简单，技术上容易实现。

红外干扰

红外诱饵干扰技术是红外干扰技术的一种典型应用。红外诱饵可看作是灰体辐射。灰体辐射的光谱分布相似于同一温度的黑体辐射的光谱分布。

有些辐射源，如喷气机尾喷管、气动加热表面、无动力空间飞行器、人、大地和空间背景等都可以视为灰体。选择性辐射体在有限的光谱区间有时也可看成是灰体。

为使红外诱饵能够形成欺骗式假目标，必须满足下列条件 K=I1/I2>3

式中K为压制系数；I1为红外诱饵辐射强度；I2为红外目标辐射强度。

压制系数表明，当红外诱饵的辐射强度大于红外目标某种程度时，就能使红外跟踪器从跟踪红外目标过渡到跟踪红外诱饵,达到欺骗的目的。压制系数大于3是试验数值。根据干扰要求，K必须大于1才有意义，以便诱惑红外跟踪器尽快向红外诱饵寻的。

利用这种原理研制的红外诱饵，也称红外干扰弹、红外闪光弹或红外曳光弹等。它通常用氧化镁和四氟乙烯的混合物制成。燃烧温度可达5000°F,辐射强度约为1000瓦/球面度。当红外跟踪器已经跟踪目标时,把红外诱饵投放于其视界内形成假目标。

发展趋势

在激光对抗方面，主要研究方向是：激光编码识别、光谱识别和相干识别技术；能够遮蔽可见光、红外（含激光）、微波的复合烟幕技术和光致盲技术等。在红外对抗技术方面，主要是探索红外对抗的新技术途径，如开拓远红外波段，用红外成像代替红外点源探测，发展红外焦平面阵列技术，进行凝视列阵技术的研究和自动图像识别技术的探索等。

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